新型高效废水厌氧生物处理反应器研究进展_陈坚

第20卷第3期2001年5月无锡轻工大学学报JournalofWuxiUniversityofLightIndustryVol.20,No.3May.,2001文章编号:1009-038X(2001)03-0323-07收稿日期:2001-04-27;修订日期:2001-04-30.基金项目:教育部骨干教师资助项目.作者简介:陈坚(1962-),男,江苏无锡人,工学博士,教授,博士生导师.新型高效废水厌氧生物处理反应器研究进展陈坚,卫功元(江南大学工业生物技术教育部重点实验室,江苏无锡214036)摘要:近年来,废水的厌氧生物处理工艺以其独特的技术优势受到人们的广泛关注,并发展了以厌氧膨胀颗粒污泥床、内循环式厌氧反应器、厌氧上流污泥床-过滤器和厌氧序批式间歇反应器等为代表的第三代新型高效厌氧反应器.本文综述了这些厌氧反应器的形成、结构、工作原理以及典型应用,比较了这些系统的运行特点及存在的问题,最后展望了该研究领域的发展及这些系统的应用前景.关键词:厌氧反应器;厌氧膨胀颗粒污泥床;内循环;厌氧上流污泥床-过滤器;厌氧序批式间歇反应器中图分类号:X703文献标识码:AResearchProgressofAdvancedHigh-RateAnaerobicReactorfortheTreatmentofWastewaterCHENJian,WEIGong-yuan(KeyLaboratoryofIndustrialBiotechnology,MinistryofEducation,SouthernYangtzeUniversity,Wuxi214036,China)Abstract:Anaerobicprocessinthewastewatertreatment,owingtoitsinherentpriorityinapplica-tion,attractedpeoplemuchattentioninrecentyears.Followedthat,thethirdgenerationofnoveltypesofhighrateanaerobicreactors,suchasEGSB,IC,UBFandASBR,wasalsoinvented.Inthispaper,theformation,structure,operatingprinciplesandtypicalapplicationoftheseanaerobicreactorsweresummarizedindetails.Thecharacteristicsandshortcomingsofthesesystemswerediscussed.Fi-nally,thefuturedevelopmentofthisfieldandtheapplicationofthesesystemswerealsoprospected.Keywords:anaerobicreactor;EGSB;IC;UBF;ASBR1厌氧处理工艺废水厌氧处理工艺的实质是利用厌氧微生物的代谢特性,将废水中有机物进行还原,同时产生甲烷气体的一种经济而有效的处理技术.厌氧生物处理技术的发展起源于城市污水废污泥的处理,至今已有100多年的历史[1],其间发展非常缓慢.直到20世纪六七十年代,随着经济的快速发展以及城市的迅猛增容,环境污染和能源紧张问题变得越来越严重时,厌氧处理工艺作为一种低能耗的有机废水生物处理方法,才得到人们越来越广泛的重视.在厌氧生物处理工艺发展过程中,反应器是发展最快的领域之一.以厌氧消化池[1]为代表的第一代厌氧反应器由于无法对水力停留时间和污泥停留时间分离,造成处理废水的停留时间至少需要20～30d,因此处理效率极低.20世纪50年代诞生了厌氧接触工艺[2],20世纪60年代出现厌氧滤池[3](AF),以及1974年荷兰Lettinga等人[4]开发出了UASB反应器,标志着厌氧反应器的研究进入了新的时代.以这些反应器为代表的第二代厌氧反应器的共同特点,就是实现了污泥停留时间与水力停留时间相分离,从而提高了反应器内污泥的浓度.高效厌氧反应器中不仅要分离污泥停留时间和水力停留时间,还应使进水与污泥之间保持充分的接触.但是单纯地改善混合状况有时会出现污泥的流失,因此为了解决这一问题,20世纪90年代国际上相继开发出了以厌氧膨胀颗粒污泥床(EGSB)、内循环式厌氧反应器(IC)、厌氧上流污泥床-过滤器(UBF)和厌氧序批式间歇反应器(ASBR)等为典型代表的第三代厌氧反应器,图1和图3为这些厌氧反应器的结构示意图.(a)EGSB(b)IC(c)UBF图1新型厌氧反应器结构示意图Fig.1Theschematicdiagramofnoveltypesofanaerobicreactors